市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)暴雨積水的措施分析

李冬梅

（廣西鴻運(yùn)設(shè)計(jì)有限公司欽州分公司，廣西 欽州 535000）

排水系統(tǒng)是市政工程的重要組成部分，出現(xiàn)暴雨天氣，若城市的排水系統(tǒng)存在缺陷，則很容易產(chǎn)生內(nèi)澇問(wèn)題，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。造成城市積水的原因有多種，首先需要從排水系統(tǒng)入手，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。市政部門要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的改造，對(duì)排水穿孔以及街道排水孔進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)應(yīng)急以及維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保排水能夠更加通暢，有效規(guī)避城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。本文主要是從暴雨后城市形成積水的原因、存在的問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)措施三個(gè)方面來(lái)展開(kāi)進(jìn)一步論述的。[1]

1 暴雨后城市形成積水的原因

1.1 排水系統(tǒng)原因

我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市的范圍不斷擴(kuò)大，主要表現(xiàn)在人口增加以及土地硬化等，在一定程度上增加了城市不透水的面積。一方面，土地硬化后，地面的摩擦阻力減小，水流速度加快，很容易快速地急劇形成洪峰。另一方面，積水的下滲量減少，地面的截流效果變差，雨水無(wú)法有效滲透，依靠單一的排水管道很難承擔(dān)強(qiáng)降雨的壓力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)形成倒灌，加劇城市內(nèi)澇的形成。部分城市的雨水管道設(shè)計(jì)不合理，雨水管道的設(shè)計(jì)難以滿足城市建設(shè)的需求，管道的坡度設(shè)計(jì)以及材料選擇存在缺陷，過(guò)水能力存在較大的不足，導(dǎo)致路面積水較為嚴(yán)重，在一定程度上破壞了城市的環(huán)境。我國(guó)雨水管道設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于其他西方國(guó)家，排水管道的直徑普遍較小，難以支撐暴雨天氣的需求。積水問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響人們的工作和生活，導(dǎo)致人們出行不便，嚴(yán)重的甚至?xí)斐山?jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，影響了社會(huì)發(fā)展的穩(wěn)定性，不利于城市的可持續(xù)性發(fā)展。[2]

1.2 城市發(fā)展原因

城市發(fā)展提高了人們的生活品質(zhì)，提高了城市化的水平，城市發(fā)展是造成城市積水的重要原因，相關(guān)部門要進(jìn)行科學(xué)的分析，從而采取科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施。首先，城市在發(fā)展的過(guò)程中，不斷地使用土地，部分小型的水體都被征用，在上面覆蓋了建筑物，這在一定程度上減少了積水存儲(chǔ)的區(qū)域，增加了內(nèi)澇產(chǎn)生的可能性。其次，原有大量的透水地面也在不斷地減少，不透水地面則在逐年增加，綠地、田園的數(shù)量不斷減少。再次，許多城市的住宅小區(qū)，其地下被改造成停車場(chǎng)，阻礙了積水的下滲，使地表徑流不斷匯聚。最后，城市建成區(qū)域在不斷地?cái)U(kuò)大，綠化區(qū)域卻在不斷減少，雨水自然流動(dòng)的模式會(huì)發(fā)生改變，土壤中水分蒸發(fā)量會(huì)減少，排水系統(tǒng)中與水流經(jīng)的速度較快，實(shí)際的滲透率較低，增加了洪水的風(fēng)險(xiǎn)，不利于城市長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。

1.3 自然環(huán)境原因

受自然環(huán)境的影響，極端暴雨天氣不斷地增加，城市積水量也在隨之增加，在一定程度上加大了排水系統(tǒng)的壓力，當(dāng)積水量超過(guò)了排水系統(tǒng)的極限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生城市內(nèi)澇等問(wèn)題，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。由于全球變暖，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成了影響，特別是加速了水循環(huán)。水循環(huán)的速度較快，暴雨的過(guò)程就不斷增多，暴雨天氣與城市化會(huì)帶來(lái)雨島效應(yīng)，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間且持續(xù)性的降雨。人類的活動(dòng)在不斷增加，空氣中溫室氣體的含量也在不斷增多，在一定程度上加劇了溫室效應(yīng)，同時(shí)大氣中的含水量增加，暴雨發(fā)生的概率就會(huì)增多。自然環(huán)境原因造成的暴雨積水無(wú)法規(guī)避，所以市政部門要落實(shí)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，避免暴雨后引發(fā)安全問(wèn)題，維護(hù)城市發(fā)展的穩(wěn)定性。[3]

2 市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)暴雨積水存在的問(wèn)題

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

部分市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，對(duì)城市的基本環(huán)境勘測(cè)較為片面，沒(méi)有從整個(gè)城市的排水規(guī)劃全面考慮，各個(gè)片區(qū)單獨(dú)處理，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的方案應(yīng)用效果較差，難以真正地付諸于實(shí)踐。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)城市遠(yuǎn)期的發(fā)展考慮不足，設(shè)計(jì)的雨水管徑偏小，隨著城市的發(fā)展，現(xiàn)在的排水系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足需求，特別是在極端暴雨等天氣下，排水系統(tǒng)的水無(wú)法及時(shí)有效的排出，地面的水位就會(huì)快速上升，人們的出行和生活都會(huì)受到限制，還會(huì)給城市帶來(lái)較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，阻礙城市的可持續(xù)性發(fā)展。一些較早的排水口沒(méi)有與實(shí)際地形相結(jié)合，精細(xì)化程度相對(duì)較低，積水無(wú)法自行地流入河道中，在低洼地很容易形成大面積的積水，引發(fā)城市內(nèi)澇問(wèn)題。

2.2 維護(hù)管理不到位

部分城市只重視排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)，忽視了對(duì)排水系統(tǒng)的管理，在系統(tǒng)運(yùn)行階段投入的資金相對(duì)較少，部分排水系統(tǒng)存在管道淤積、破裂、錯(cuò)口等問(wèn)題，導(dǎo)致排水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，市政排水系統(tǒng)的功能也無(wú)法有效發(fā)揮。部分城市排水管道老化的情況較為普遍，管道得不到及時(shí)的更新，當(dāng)暴雨天氣來(lái)臨時(shí)，管道無(wú)法承受較大的積水量，地面雨水就會(huì)不斷地增多，從而引發(fā)相關(guān)的內(nèi)澇問(wèn)題。在設(shè)計(jì)階段，相關(guān)人員未考慮后期的維護(hù)和管理問(wèn)題，也未運(yùn)用先進(jìn)的維護(hù)技術(shù)，不利于城市長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。

2.3 應(yīng)急機(jī)制不健全

受自然等條件的影響，很容易產(chǎn)生極端惡劣的天氣，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為了有效應(yīng)對(duì)緊急情況，市政部門在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮極端天氣，設(shè)計(jì)科學(xué)的應(yīng)急系統(tǒng)。由于不同區(qū)域的降水量不同，所以資源分配要存在一定的差異，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，使排水系統(tǒng)更加穩(wěn)定化，滿足城市不同區(qū)域的需求，將暴雨天氣帶來(lái)的影響降至最低，避免給城市居民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。市政部門要將排水系統(tǒng)與氣象觀測(cè)結(jié)合在一起，對(duì)城市內(nèi)澇情況進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，從而科學(xué)地調(diào)節(jié)整體的排水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市積水的疏散，維護(hù)城市居民的財(cái)產(chǎn)以及生命安全。市政部門要綜合考慮各種緊急情況，并將其融合到設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效規(guī)避，也提高排水系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，滿足人們工作和生活的需求。

3 市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)暴雨積水的措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和改造

市政部門要加強(qiáng)對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和改造，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r以及地形條件等，提高排水系統(tǒng)的科學(xué)性。受氣候以及地形條件的影響，不同城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，各個(gè)城市應(yīng)該基于自身的實(shí)際情況進(jìn)行綜合性的考慮。以廣西地區(qū)為例，部分路段的排水系統(tǒng)存在缺陷，是由于其道路兩邊未設(shè)置滿足暴雨天氣積水排放的雨水設(shè)施，導(dǎo)致積水排放的速度較慢，路面很容易出現(xiàn)積水。其次，出現(xiàn)暴雨積水的問(wèn)題主要是由于其排水管道老化造成的，排水設(shè)施的排水能力較弱，難以滿足大雨天氣的排水需求。所以，市政部門要加強(qiáng)投資力度，給予足夠的資金支持，對(duì)管道設(shè)計(jì)不合理的環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，對(duì)于排水功能較弱以及老化的管道進(jìn)行更換，有效維持系統(tǒng)的排水能力。相關(guān)部門要對(duì)民用建筑排水系統(tǒng)以及工業(yè)建筑排水系統(tǒng)等進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，從而增強(qiáng)管道的排水能力，進(jìn)一步增加系統(tǒng)的排水容量。市政部門要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行完善，適當(dāng)增加綠化面積，發(fā)揮良好的滲透作用，同時(shí)采用可滲透的材料鋪設(shè)局面，使積水能夠快速滲透到地下，減輕排水管道的壓力。這樣能夠提高城市整體的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，避免暴雨天氣對(duì)人們的工作和生活造成惡劣影響。

3.2 排水穿孔的設(shè)計(jì)

排水穿孔滲透管是一種新的排放方式，是在傳統(tǒng)排水管排放的基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)雨水管改為滲透管，周圍回填砂礫石，管道內(nèi)的雨水通過(guò)埋設(shè)于地下的多孔管材向四周土壤層滲透，既可對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)充，又可緩解市政排水管道的排水壓力，從而避免地面出現(xiàn)積水。排水穿孔是排水系統(tǒng)的重要組成部分，傳統(tǒng)的排水穿孔存在一定的缺陷，實(shí)際的排水效果較差，可以對(duì)排水穿孔的模式進(jìn)行革新，傳統(tǒng)的排水穿孔采用統(tǒng)一的矩形，排水的速度較慢，難以應(yīng)對(duì)惡劣天氣的影響?？梢詫⑵涓淖?yōu)槎喾N穿孔模式，這樣能夠?qū)⑵涔潭ㄔ趨^(qū)域內(nèi)，采用圓孔能夠?qū)崿F(xiàn)出水孔道最大化，也可以將其改造成拱式窗孔，窗孔不必與界面處于同一平面，也可以采用斜坡式。不同類型的窗口有不同的應(yīng)用模式，對(duì)于斜坡式以及拱式窗孔來(lái)說(shuō)，整體的孔道不需要均勻設(shè)置，位于地面上的窗孔可以較小，但是距離地面越遠(yuǎn)的窗孔就必須越大，這樣有利于暴雨來(lái)臨時(shí)快速地排水，避免雨水快速地匯集，形成內(nèi)澇的問(wèn)題。對(duì)于城市的大型圓形井蓋來(lái)說(shuō)，也不必設(shè)計(jì)成整塊的模式，可以考慮采用篩網(wǎng)式的井蓋，這樣能夠有效地完成排水任務(wù)，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合城市建設(shè)的具體情況，以及氣候狀況和地形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)科學(xué)的排水窗孔，有效提高城市排水系統(tǒng)的承載力，化解極端惡劣天氣的影響，滿足人們工作和生活的需求，也維持城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提高城市化的質(zhì)量。

3.3 對(duì)街道排水孔的設(shè)計(jì)

在城市建設(shè)中，有許多平直的街道，通常都會(huì)均勻地布置窗孔，使其的格局相對(duì)較為均勻，但不能與界面完全保持平行，必須有較大的排水孔，更好地應(yīng)對(duì)暴雨天氣的影響。所以，市政部門要根據(jù)實(shí)際情況，在街道兩邊的路肩處設(shè)計(jì)許多較為大型的窗孔，可以選擇圓形的窗孔，從而快速地完成排水任務(wù)。界面邊緣通常要設(shè)置水平的排水孔，要保證其能應(yīng)對(duì)暴雨天氣的雨水量。對(duì)于街道兩邊路肩處的斜坡式或者豎式的大型排水孔來(lái)說(shuō)，要能夠應(yīng)對(duì)突降暴雨或者降雨量超出一般范圍的情況。對(duì)于地勢(shì)較為低洼的街道來(lái)說(shuō)，街道兩邊必須設(shè)置特大號(hào)的排水孔，并且排水孔分布的密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平直的街道，這樣才能提高排水的能力，應(yīng)對(duì)各種天氣的影響，使人們能夠正常地工作和生活，維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的相關(guān)功能。市政部門要結(jié)合街道的類型以及特點(diǎn)，確定排水孔設(shè)計(jì)的密度以及大小，確保能夠充分發(fā)揮其功能和作用，規(guī)避城市內(nèi)澇等風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。并在后期不斷地進(jìn)行改進(jìn)，如果發(fā)現(xiàn)部分街道的排水能力較弱，就要適當(dāng)?shù)卦黾优潘?，擴(kuò)大其分布密度，同時(shí)擴(kuò)大排水孔的面積，確保能夠應(yīng)對(duì)各種暴雨天氣。[4]

3.4 應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

受各種極端天氣的影響，城市會(huì)發(fā)生特大暴雨情況，降雨量會(huì)超過(guò)城市一般的排水能力，造成路面積水情況，影響人們正常的工作和生活，阻礙城市的穩(wěn)定發(fā)展。為了有效應(yīng)對(duì)這一情況，市政部門在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)相關(guān)的應(yīng)急系統(tǒng)。市政部門要將排水系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，快速獲取相關(guān)的暴雨信息，并對(duì)其降雨量進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，提出科學(xué)的解決方案。應(yīng)急系統(tǒng)要能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，建立科學(xué)的預(yù)報(bào)功能，根據(jù)相關(guān)的模型對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正，基于實(shí)際情況快速分析排水管網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷情況，對(duì)于復(fù)雜管網(wǎng)負(fù)荷不均勻的情況進(jìn)行調(diào)控，建立起數(shù)字化的排水系統(tǒng)，對(duì)緊急情況進(jìn)行統(tǒng)一綜合性的處理，將暴雨積水的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。市政部門還可以建設(shè)自動(dòng)應(yīng)急排水系統(tǒng)，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)警程度時(shí)，系統(tǒng)能夠依靠感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行報(bào)警，然后自動(dòng)采取相應(yīng)等級(jí)的排水措施，對(duì)于容易積水的路段，如：地鐵通道以及低洼通道等進(jìn)行排水。對(duì)于交通樞紐處以及容易出現(xiàn)水患的位置，要設(shè)計(jì)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，對(duì)水患問(wèn)題進(jìn)行靈活的預(yù)防和處理，從而將風(fēng)險(xiǎn)降至最低，維護(hù)城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.5 維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，需要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，保證其功能的正常性。市政部門在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)排水系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況，要能夠反饋到控制系統(tǒng)中，方便工作人員及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。如果排水管道出現(xiàn)涌水或者上流滿管時(shí)，主要是由于下游過(guò)流能力較小，要通過(guò)疏通或改造局部點(diǎn)的方法，提高整個(gè)排水網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。排水管網(wǎng)的布局錯(cuò)綜復(fù)雜，局部設(shè)施存在異常狀況必然會(huì)影響其他區(qū)域，所以要做好管網(wǎng)的維護(hù)工作，維持其運(yùn)行的有效性。市政部門可以利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信息進(jìn)行高度的共享，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和傳輸，滿足相關(guān)維護(hù)和調(diào)控工作的需要。工作人員要定期對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)排水管道堵塞的情況，對(duì)于存在問(wèn)題的環(huán)節(jié)，要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，避免出現(xiàn)排水不暢的情況。排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅是為了應(yīng)對(duì)暴雨天氣，也是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。市政部門要高度重視起來(lái)，嚴(yán)格落實(shí)各個(gè)不同的環(huán)節(jié)，保證排水系統(tǒng)的通暢性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于城市應(yīng)對(duì)暴雨積水問(wèn)題來(lái)說(shuō)非常重要，市政部門要高度重視起來(lái)，針對(duì)城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，采取科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)排水管、排水孔等進(jìn)行疏通，保證其能承擔(dān)城市積水的流量，避免出現(xiàn)城市內(nèi)澇的情況。設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，要確保排水系統(tǒng)與當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约碍h(huán)境相適應(yīng)，同時(shí)制定科學(xué)的應(yīng)急系統(tǒng)，確保能夠有效應(yīng)對(duì)罕見(jiàn)暴雨的情況。這樣能夠保障人們的生活和工作，促進(jìn)城市的可持續(xù)性發(fā)展，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。